CN103456280A - 显示rgb彩色图像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示RGB彩色图像的方法。该方法包括：将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像；将转换后的RGBW彩色图像在显示器上进行显示；所述RGB彩色图像具有第一密度的RGB图像像素；所述RGBW彩色图像具有第一密度的RGBW图像像素；所述电子纸显示器具有第二密度的显示像素；所述第一密度大于或者等于所述第二密度。本发明实施例通过将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像后再显示，增强了显示亮度。由于对不同显示子像素采用不同邻近区域的对应RGBW图像像素值，对相应区域内的每个RGBW图像子像素的强度取不同的权值构建相应显示子像素的强度函数，可以满足不同显示要求的图像显示效果，使图像显示的质量提高。

Description

显示RGB彩色图像的方法

技术领域

本发明涉及图像处理，尤其涉及显示RGB彩色图像的方法。

背景技术

图像显示的视觉感受是用户选择显示器的一个重要方面，而对于图像的显示效果来说，颜色和亮度是最直观、最容易被人眼所感受到的因素。目前所广泛使用的显示设备，特别是诸如手机、笔记本电脑等便携式设备，多存在亮度不足的缺陷。而要提高显示的亮度，扩大色域就要增加功耗，这对于便携式设备来说是致命的。

另外，显示器在显示图像时，需要图像的像素密度及排布方式与显示器的像素密度及排布方式相同才可以实现。所以当一幅图像的像素密度及排布方式与所使用的显示器的像素密度及排布方式不同时，就需要按照所使用的显示器的像素标准对图像作相应的处理。例如某些情况下，图像的像素密度大于所用显示器的像素密度，可以通过将若干个图像像素合并形成一个显示图像的像素(图像压缩处理)的方式对图像进行处理之后，再在该显示器上进行显示。

如上所述，目前显示器需要解决的问题是在不增加功耗的前提下增强显示亮度，并且使任一像素密度的图像都能在所使用的显示器上实现理想的显示效果。

发明内容

本发明的目的是增强显示器显示RGB彩色图像的亮度。

为实现上述目的，本发明提供了一种显示RGB彩色图像的方法。该方法包括：

将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像；

将转换后的RGBW彩色图像在显示器上进行显示；

所述RGB彩色图像具有第一密度的RGB图像像素；所述RGBW彩色图像具有第一密度的RGBW图像像素；

所述电子纸显示器具有第二密度的显示像素；所述第一密度大于或者等于所述第二密度。

本发明实施例通过将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像后，再利用显示器进行显示，在不增加功耗的前提下增强了显示器显示彩色图像的亮度，使彩色图像显示的应用更加广泛。由于对不同显示子像素采用不同邻近区域内的对应RGBW图像像素来构建，并且采用对相应区域内的4个RGBW图像子像素的强度取不同的权值构建相应显示子像素的强度函数的方法构建显示像素，可以实现满足不同显示要求的图像显示效果，使图像显示的质量提高。

附图说明

图1为本发明实施例的RGB彩色图像像素示意图；

图2为本发明实施例的RGBW彩色图像像素示意图；

图3为本发明实施例的显示器示意图；

图4是本发明实施例的显示器的显示像素附加在RGBW彩色图像上的示意图；

图5A-D是本发明实施例中由RGBW彩色图像像素构建显示像素的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例通过给RGB彩色图像增加一个白色子像素W，增强了显示亮度，并采用重建显示像素的方法，提高了显示质量。

本发明实施例显示彩色图像的方法包括两个步骤：

步骤101、将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像；

步骤102、将转换后的RGBW彩色图像在显示器上进行显示。

步骤101具体为如下：

给定一个RGB彩色图像，如图1所示为本发明实施例的RGB彩色图像像素示意图。该彩色图像具有第一密度的RGB图像像素11，图中显示了该图像的一部分，如图片10中包含了36个RGB图像像素11。每一个RGB图像像素11包含三个RGB图像子像素，对应图像的三基色，分别为：RGB第一图像子像素111，具有第一颜色；RGB第二图像子像素112，具有第二颜色；和RGB第三图像子像素113，具有第三颜色。这三个RGB图像子像素111-113在空间上相互叠加，并且第一颜色、第二颜色和第三颜色互不相同，分别具有第一颜色强度、第二颜色强度和第三颜色强度。本实施例中，第一颜色为红色，第二颜色为绿色，第三颜色为蓝色。

假设给定RGB彩色图像的子像素的值分别为R₀、G₀、B₀，从该RGB彩色图像中提取出每个像素的子像素值，分别为R₀、G₀、B₀，根据R₀、G₀、B₀的值，按照一定的方式提取一个W的值，作为RGBW白色子像素W的值，比如根据R₀、G₀、B₀的值和一确定的函数关系计算得到W的值，并作为RGBW彩色图像的一个基色。然后根据该RGBW白色子像素W的值和每个RGB图像子像素R₀、G₀、B₀的值通过另一确定的函数关系得到新的R、G、B的值，作为RGBW彩色图像的三基色的值。最后，由提取得到的W的值和计算得到的R、G、B的值共同构成转换后的RGBW彩色图像。

图2为本发明实施例的RGBW彩色图像像素示意图。该转换后的RGBW彩色图像具有与上述RGB彩色图像相同的第一密度的RGBW图像像素21，每一个RGBW图像像素21除了包含由上述RGB彩色图像中的三个RGB图像子像素111-113变化得来的三个RGBW图像子像素即RGBW第一图像子像素211、RGBW第二图像子像素212和RGBW第三图像子像素213外，还包含RGBW第四图像子像素214，其具有第四颜色，为白色。该白色的RGBW图像子像素214用于提高彩色图像显示的亮度。如此，在原始的RGB彩色图像上加入一个白色分量W后，可以提高图像的显示亮度，但同时某些色彩的饱和度又会降低，这就需要综合考虑，在图像的亮度和色彩上进行一个折衷的变化。因此如何加入这个白色分量显得极为重要，这将影响到最终的图像质量。本发明实施例中将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像的过程采用由光源直接产生白光的方法加入白色子像素，下组公式是该算法的描述，其中R₀、G₀、B₀分别为RGB彩色图像子像素的输入值，R、G、B为转换后的RGBW彩色图像子像素的值，W为加入的白色子像素的值。

W₀＝Min(Min(R₀，G₀，B₀)，α×Max(R₀，G₀，B₀))

R＝β×(R₀-W₀)

G＝β×(G₀-W₀)

B＝β×(B₀-W₀)

W＝γ×β×W₀

其中，α、β、γ均为可调参数，本发明实施例中的取值分别为：α≈0.5，β≈2，γ≈1。

本发明实施例的RGBW转换算法由光源直接产生白光，这样避免了传统方法中自光经过滤色镜滤掉其他颜色的光来产生时由滤色镜带来的损耗，从而保证在亮度提高时不引起颜色色调和饱和度的改变。因此本发明实施例的方法可以在大多数情况下增加显示器的亮度，或者在同等亮度下节约功耗，将最大亮度发挥到显示器能支持的极致。

上述步骤中，计算每一个RGBW彩色图像的白色子像素W的值时，使用的给定RGB彩色图像中的子像素可以来自不同的RGB图像像素，具体选择时，可依据W子像素在所属RGBW图像像素中的位置来决定。

如上所述，本发明实施例的方法通过改变现有的像素结构，即在每个现有的RGB(红绿蓝)子像素结构上再增加一个W(白)子像素，并对原RGB信号进行从RGB系统到RGBW系统的转换后形成RGBW信号，则能够在不增加功耗的前提下，提高显示图像的亮度。

步骤102具体如下：

首先给定一个显示器，如图3所示是本发明实施例的显示器示意图。如图所示的显示器具有第二密度的显示像素31，第二密度小于或等于上述转换后的RGBW彩色图像的第一密度。图中显示了该显示器的一部分，如图中30包含9个显示像素31。每一个显示像素31包含4个显示子像素，各个显示子像素互不相同，分别用于显示第一、第二、第三和第四颜色中的任一种。本实施例中这四个显示子像素分别为：第一显示子像素311，用于显示上述第一颜色(红色)；第二显示子像素312，用于显示上述第二颜色(绿色)；第三显示子像素313，用于显示上述第三颜色(蓝色)；和第四显示子像素314，用于显示上述第四颜色(白色)。显示像素中的各个显示子像素在显示器上按一定的分布方式排列，比如四个显示子像素按序排成一行，或者按照2*2的矩阵排成两行，或者第一显示子像素、第二显示子像素和第三显示子像素排成一行，第四显示子像素排在第二行。本实施例中，这四个显示子像素311-314是以2*2的矩阵排列方式空间偏置的，其中，显示子像素311、312、313和314在该矩阵中的位置分别是(1，1)、(1，2)、(2，1)和(2，2)。每一个显示子像素都具有对应的区域和面积，本实施例中，各个显示子像素所在区域均为正方形区域，且具有相等的面积。

图4是本发明实施例的显示器的显示像素附加在RGBW彩色图像上的示意图。如图中所示，每一个RGBW图像像素21对应到显示器上相应的位置和区域。当显示器具有的显示像素的第二密度等于RGBW彩色图像像素的第一密度时，该RGBW彩色图像的每一个图像像素对应显示器的一个显示像素，因此可以直接显示。当显示器显示像素的第二密度小于RGBW彩色图像像素的第一密度时，该显示器的一个显示像素对应多个RGBW彩色图像的图像像素，此时在步骤102即利用该显示器显示该RGBW彩色图像之前，还需要对该RGBW彩色图像进行图像压缩处理，将其压缩成与显示器相同像素密度之后再显示。

如图4中所示，本发明实施例的一个显示像素31可以覆盖4个RGBW图像像素21，也就是说RGBW图像像素21的第一密度是显示像素31的第二密度的4倍。所以在使用上显示上述RGBW彩色图像时，需要将4个RGBW图像像素21的信息重新构建后显示到一个显示像素31中，即每一个显示子像素(311或312或313或314)的强度由构建它的4个RGBW图像像素21中的对应RGBW图像子像素(211或212或213或214)的强度来决定。

本发明实施例基于每个显示像素31的4个显示子像素311-314空间偏置的基础，在根据RGBW图像像素21构建显示像素31时，每个显示子像素分别选择不同区域内的4个RGBW图像像素21中的对应RGBW图像子像素的强度值来确定该显示子像素的强度。本发明实施例定义了4个区域，分别为：第一区域，为RGBW彩色图像上包含第一显示子像素对应位置在内的区域；第二区域，为RGBW彩色图像上包含第二显示子像素对应位置在内的区域；第三区域，为RGBW彩色图像上包含第三显示子像素对应位置在内的区域；第四区域，为RGBW彩色图像上包含第四显示子像素对应位置在内的区域。这4个区域均包含4个RGBW图像像素，具有与显示像素31相同的形状和相等的面积，也就是说，构建这4个不同显示子像素选取的RGBW图像像素来自不同的图像区域，但形状相同、面积相等，同于显示像素31。

图5A-D是本发明实施例中由RGBW彩色图像像素构建显示像素的示意图。每个显示子像素的强度是关于对应区域内的4个RGBW图像像素中的对应RGBW图像子像素的强度的函数。具体地，计算显示子像素的强度时，可以根据所要显示图像的类型和显示要求对对应区域内每个RGBW图像子像素取不同的权值，从而达到预期的显示效果，比如细节或边缘清晰、色彩连续性好无锯齿等不同的效果。如图5A所示为第一显示子像素311的构建示意图。图中，第一显示子像素311(红色)由第一区域501中的4个RGBW图像像素21构建，强度是关于这4个RGBW图像像素21中的RGBW第一图像子像素211强度的函数。本实施例中，第一显示子像素311的强度是这4个RGBW第一图像子像素211强度的平均值，如下式所示：

${\stackrel{\‾}{R}}_{15}=\frac{r_8+r_9+r_{14}+r_{15}}{4},$

如图5B所示为第二显示子像素312的构建示意图。图中，第二显示子像素312(绿色)由第二区域502中的4个RGBW图像像素21构建，同上所述，其强度是这4个RGBW图像像素21中的RGBW第二图像子像素212强度的平均值，如下式所示：

${\stackrel{\‾}{G}}_{16}=\frac{g_9+g_{10}+g_{15}+g_{16}}{4},$

如图5C所示为第三显示子像素313的构建示意图。图中，第三显示子像素313(蓝色)由第三区域503中的4个RGBW图像像素21构建，其强度是这4个RGBW图像像素21中的RGBW第三图像子像素213强度的平均值，如下式所示：

${\stackrel{\‾}{B}}_{21}=\frac{b_{14}+b_{15}+b_{20}+b_{21}}{4},$

如图5D所示为第四显示子像素314的构建示意图。图中，第四显示子像素314(绿色)由第四区域504中的4个RGBW图像像素21构建，其强度是这4个RGBW图像像素21中的RGBW第四图像子像素214强度的平均值，如下式所示：

${\stackrel{\‾}{W}}_{22}=\frac{w_{15}+w_{16}+w_{21}+w_{22}}{4},$

上述步骤102中，在构建各个显示子像素时，由于采用了由最近邻区域内的RGBW图像像素构建对应的显示子像素，使图像显示的质量提高，例如，避免了采用传统显示方法造成的图像模糊与边缘出现锯齿的现象。

如上所述，本发明实施例通过将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像后，再利用显示器进行显示，在不增加功耗的前提下增强了显示器显示彩色图像的亮度，使彩色图像显示的应用更加广泛。由于对不同显示子像素采用不同邻近区域内的对应RGBW图像像素来构建，并且采用对相应区域内的4个RGBW图像子像素的强度取不同的权值构建相应显示子像素的强度函数的方法构建显示像素，可以实现满足不同显示要求的图像显示效果，使图像显示的质量提高。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示RGB彩色图像的方法，其特征在于，所述方法包括：

将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像；

将转换后的RGBW彩色图像在显示器上进行显示；

所述RGB彩色图像具有第一密度的RGB图像像素；所述RGBW彩色图像具有第一密度的RGBW图像像素；所述显示器具有第二密度的显示像素；

所述第一密度大于或者等于所述第二密度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述第一密度大于所述第二密度，在所述将转换后的RGBW彩色图像在显示器上进行显示的步骤之前还包括将所述RGBW彩色图像压缩至密度为所述第二密度的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述RGB彩色图像包括RGB第一图像子像素、RGB第二图像子像素和RGB第三图像子像素；所述RGB第一图像子像素具有第一颜色；所述RGB第二图像子像素具有第二颜色；所述RGB第三图像子像素具有第三颜色；

所述RGBW彩色图像包括RGBW第一图像子像素、RGBW第二图像子像素、RGBW第三图像子像素和RGBW第四图像子像素；所述RGBW第一图像子像素具有第一颜色；所述RGBW第二图像子像素具有第二颜色；所述RGBW第三图像子像素具有第三颜色；所述RGBW第四图像子像素具有第四颜色；所述第四颜色为白色，用于提高显示亮度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像的步骤具体为，

从所述RGB彩色图像中提取出每个像素的子像素值，分别为R₀、G₀、B₀，根据所述R₀、G₀、B₀的值按照一定的方式提取一个W₀的值；

根据所述W₀的值和每个RGB图像子像素R₀、G₀、B₀的值，通过一确定的函数关系得到新的R、G、B和W的值，作为所述RGBW彩色图像的四个子像素的值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显示器包括第一显示子像素、第二显示子像素、第三显示子像素和第四显示子像素；

所述第一显示子像素用于显示所述第一颜色；所述第二显示子像素用于显示所述第二颜色；所述第三显示子像素用于显示所述第三颜色；所述第四显示子像素用于显示所述第四颜色。

6.根据权利要求1和3所述的方法，其特征在于，所述将RGB彩色图像转换成RGBW彩色图像的步骤包括给所述RGB彩色图像增加一个第四图像子像素，构成所述RGBW彩色图像。

7.根据权利要求1和4所述的方法，其特征在于，所述将转换后的RGBW图像在显示器上进行显示的步骤包括：

显示第一显示子像素；

显示第二显示子像素；

显示第三显示子像素；

显示第四显示子像素。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一显示子像素、所述第二显示子像素、所述第三显示子像素和所述第四显示子像素按序排成一行，或者按照2*2的矩阵排成两行，或者所述第一显示子像素、所述第二显示子像素和所述第三显示子像素排成一行，所述第四显示子像素排在第二行。

9.根据权利要求2和7所述的方法，其特征在于，

所述显示第一显示子像素的显示强度决定于第一区域内的所有RGBW第一图像子像素的强度；

所述显示第二显示子像素的显示强度决定于第二区域内的所有RGBW第二图像子像素的强度；

所述显示第三显示子像素的显示强度决定于第三区域内的所有RGBW第三图像子像素的强度；

所述显示第四显示子像素的显示强度决定于第四区域内的所有RGBW第四图像子像素的强度；

所述第一区域为所述RGBW彩色图像上包含所述第一显示子像素对应位置在内的区域；所述第二区域为所述RGBW彩色图像上包含所述第二显示子像素对应位置在内的区域；所述第三区域为所述RGBW彩色图像上包含所述第三显示子像素对应位置在内的区域；所述第四区域为所述RGBW彩色图像上包含所述第四显示子像素对应位置在内的区域。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域形状相同、面积相等、均包含相同数目所述RGBW图像像素。

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